授業の目標と概要 |
磁界がその源としての電流からどのように導かれるのか、このような磁界中に他の電流が存在するとき、これらに力 |
が働くこと、次に電界と磁界は一般に独立ではなく、これらがどのように結びつけられているのかなどが理解できる |
ようにすることを目標にしており、電界や磁界の”場”の理解に主眼をおいて講義と演習を行う。後期は、静磁界、 |
磁性体、電磁誘導などについて学ぶ。 |
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カリキュラムにおける位置づけ |
ベクトルと微分・積分学ならびに基礎電気回路の基礎事項を理解していること。 |
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1.真空中の静磁界 |
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・磁界 |
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・電流による磁界と磁束 |
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・ビオ・サバールの法則(直線電流による磁界、円形ループ電流による磁界) |
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・アンペアルの周回積分の法則(無限長円柱電流による磁界、環状および無限長ソレノイド内の磁界) |
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・電磁力(磁界中の電流に働く電磁力、ループ電流に働く電磁力) |
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演習1「電流分布が変化する直流電流の作る磁界」 |
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演習2「無限に長い直線電流と同じ平面内にある長方形回路に働く力」 |
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2.磁性体 |
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・物質の磁気的性質・磁化の強さと磁化電流 |
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・磁界の強さと透磁率 (磁界の強さ・磁化率と透磁率、磁性体の境界条件) |
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・磁気回路 |
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・強磁性体の磁化 ・磁石と磁極 |
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3.電磁誘導 |
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・ファラディーの法則 |
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・物体の運動による起電力 |
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・渦電流 ・表皮効果 |
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演習3「無限に長い直線電流とある距離だけ離れた長方形1巻コイルでの誘導起電力」 |
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4.インダクタンス |
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・自己および相互インダクタンス(自己誘導、相互誘導、自己と相互インダクタンスの関係) |
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・インダクタンスの接続 |
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・磁界のエネルギー(磁界のエネルギー密度 インダクタンスのもつ磁気エネルギー 磁気エネルギーと力) |
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・インダクタンスの計算 (環状ソレノイド・無限長ソレノイド、有限長円筒ソレノイド、平行往復線路) |
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演習4「無限に長い直線状導体とある距離だけ離れた長方形1巻コイルの相互インダクタンス」 |
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5.まとめ |
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